文档介绍：XX煤矿副暗斜井
安全设施自动监控系统的研究应用
1 课题的必要性、目的及意义
运输是煤矿生产过程的重要组成部分。在煤炭生产过程中,运输所占的工作量最大,所占用的设备不仅类型多而且数量大。因此,高效、可靠的运输系统对提高矿井的经济技术指标具有重大意义。同时,运输也是煤矿生产的动脉,为了保证矿井生产的正常进行,生产所需的各类机电设备及物资,如支护设备、管道、电缆、油料、乳化液等,必须由地面经巷道运往工作面,而且工作面的各种装备也需要经巷道运往地面进行维修。
随着采掘作业的集中化及采区、煤层、工作面产量的增加,采区主要货流的运输工作已基本实现了输送机械化(包括刮板输送机及胶带输送机)。轨道运输仍然是矿井运输系统的主要运输方式。对于主要货流运输实现了输送机械化的采区巷道及集中巷道,大量的辅助运输工作(如各种材料、设备及零部件和人员运送)不能仅靠输送机运输进行。
轨道运输的主要优点是能充分适应距离的变化及巷道的弯曲,而且适用范围广,既能用于水平巷道,也能用于倾斜巷道,倾斜角度几乎不受限制。对于矿井轨道运输而言,无论是生产矿井的技术改造,还是新矿井的建设,其发展方向应该是应用重型、高速电机车及大容量矿车,并采用固定道床铺设重轨轨道以适应高速、大载重量列车的需要。因此,轨道运输在矿井运输中具有很重要的地位。
《煤矿安全规程》第三百七十条规定:在倾斜井巷内使用串车提升时,必须安设能够将运行中断绳、脱钩的车辆阻止住的跑车防护装置。要求跑车防护装置(捕车器)应具有动作灵敏可靠的特性,当发生跑车事故时能可靠动作,并捕捉住车辆,当车辆在斜巷内正常运行时,不误操作。斜巷运输是矿井安全生产中一个重要的环节,也是在职业安全健康管理体系危害辨识、风险评价和风险控制中,受控要素较多、较难管理控制的一个部分,其最大危害就是斜巷跑车事故。目前,虽然斜巷防跑车装置种类很多,但一般能在普通斜巷与最常用小绞车真正实现自动控制的个例却鲜见。
煤矿生产安全在生产过程中是最为关键的工作和最为重要的组成部分,煤矿运输安全又是整个生产安全中很重要的组成部分之一。最近几年,全国煤矿重大、特大运输提升事故频繁发生,事故数量占整个事故的50%。为遏止煤矿运输事故的多发势头,利用先进科学技术完善运输保安设施也是非常重要的有效举措之一。
北宿煤矿副暗斜井是井下矸石和各种物料运输的必经之道,是唯一连接220水平、-290水平的运输巷道,巷道长度350m,巷道坡度12度,坡度较大,年运输量达百万吨。同时是安全运输的薄弱区,曾多次因为安全设施的控制不可靠、职工疏忽大意不正确使用防跑车装置和跑车防护装置、对车辆运行情况状态不了解等原因,造成多次跑车事故和伤人事故,严重影响了矿井的安全生产。目前,副暗斜井只能依靠两部雷达捕车器来判断和阻拦脱轨、脱绳的矿车,而且目前无法第一时间得到跑车事故信息,也不能及时准确判断安全设施是否真正灵敏、安全、可靠,这极易威胁到副斜下方把钩工人的人身安全。整个斜巷的安全设施控制均为手动操作,按钮各自独立,操作连续性差,所有现场设备工作状况全靠人的眼睛观察,存在一定的误差,且看不到斜巷中间的跑车防护装置,加之光线暗淡,容易造成职工视觉疲劳,从而导致做出错误判断。为了第一时间做出及时准确的处理,我们决定将监视与控制有机地结合起来,对副暗斜井各安全设施进行自动化控制并实施监控。使用可编程控制器集中控制副暗斜井各安全设施的运转操作,实现自动化的操作控制。并采用手动和自动两种控制方式,以应对不同情况下的提升。
此次立项改造主要是为了提高副暗斜井的安全系数和运输效率及安全设施自动化控制水平,创造本质安全型运输环境,确保矿井长治久安,此项目的实施将填补煤炭行业斜巷安全设施的全过程监控、自动化控制的空白,必将推动斜巷安全设施向着控制自动化、全过程动态监视、安全高效方向发展。
2 国内外斜巷防跑车的研究现状
跑车防护装置是指,当跑车事故发生,防止车辆继续向前运行的装置。跑车防护装置应达到的指标为:
(1)正常提升过程中,应保证矿车顺利通过,当发生跑车事故时,车挡应准确动作,有效地阻挡矿车继续向前运行;
(2)在阻挡跑车的过程中,应逐步推广使用吸能装置,以有效地保护矿车及跑车防护装置;
(3)当跑车事故发生后,跑车防护装置能快速复位,从而确保较快地恢复矿井生产;
(4)正常提升过程中,跑车防护装置的能量消耗应尽量的小;
(5)跑车防护装置应结构简单,动作可靠,维修方便。
目前,煤矿使用的防跑车装置种类较多,无论依据哪种原理设计的防跑车装置都必须灵敏可靠,动作准确,成本低,其结构也不要过于复杂,以免制造和维护困难。在煤矿生产中主要有以下几种斜井防跑车装置,其优缺点分别介绍如下:
(1)撞动式防跑车装置
撞动式防跑车装置是根据跑车后速度变化原理而设计的。该